(57)【要約】【課題】基板上にエピタキシャル膜を形成する際に発生する付着物の除去を効率よく行える成膜方法を提供する。【解決手段】基板Ｗを支持補助部材２０で支持しながら、基板Ｗ上にエピタキシャル膜を形成する。次いで、膜形成がされた基板Ｗを支持補助部材２０から取り外し、支持補助部材２０の表と裏を反転させる。そして、周縁部に付着物３１０が形成された支持補助部材２０の表面を裏面側にし、未処理の基板Ｗを表面側に載置する。次いで、未処理の基板Ｗを載置した支持補助部材２０に対し、付着物３１０のある下面側からエッチングガスを吹き付けて付着物を除去する。その後、エッチングガスの吹き付けを停止して、未処理の基板Ｗ上にエピタキシャル膜を形成する。【選択図】図１
2010219317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に第１の基板が載置された支持補助部材を成膜室内に搬入し、支部部材で前記支持補助部材を支持する工程と、
前記支持部材を介して前記第１の基板を回転させながら、前記第１の基板を所定の温度まで加熱するとともに前記成膜室内に成膜ガスを導入して、前記第１の基板の上に所定の膜を堆積させる工程と、
前記所定の膜を堆積させた後、前記第１の基板が載置された状態で前記支持補助部材を前記成膜室から取り出して、前記第１の基板を所定の場所に移動させる工程と、
前記第１の基板が除かれた前記支持補助部材を表面と裏面が逆になるように反転させる工程と、
前記支持補助部材の裏面に第２の基板を載置し、前記成膜室内に搬入して前記支持部材で支持する工程と、
前記支持部材を介して前記第２の基板を回転させながら、前記第２の基板が前記所定の温度に達するまでの間、前記支持補助部材の裏面側にキャリアガスを吹き付ける一方、前記支持補助部材の表面側に前記所定の膜をエッチング可能なエッチングガスを吹き付ける工程と、
前記第２の基板が所定の温度に達したら、前記エッチングガスの吹き付けを停止し、前記成膜室内に成膜ガスを導入して、前記第２の基板の上に所定の膜を形成する工程とを有することを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記エッチングガスは、前記支持補助部材の表面側周縁部に吹き付けられることを特徴とする請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記エッチングガスの導入が所定の時間内となるように、前記エッチングガスの組成および前記第２の基板の回転数の少なくとも一方を調整することを特徴とする請求項１または２に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記所定の時間は、エッチングガスの導入が前記第２の基板が前記所定の温度に達するまでの時間であることを特徴とする請求項３に記載の成膜方法。
【請求項５】
前記所定の膜はシリコン膜であり、前記エッチングガスは塩化水素ガスと水素ガスの混合ガスであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)等のパワーデバイスのように、比較的膜厚の大きい結晶膜を必要とする半導体素子の製造には、エピタキシャル成長技術が活用されている。
【０００３】
膜厚の大きなエピタキシャルウェハを高い歩留まりで製造するには、均一に加熱されたウェハの表面に新たな原料ガスを次々に接触させて成膜速度を向上させる必要がある。そこで、従来成膜装置においては、ウェハを高速で回転させながらエピタキシャル成長させることが行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
従来の成膜装置においては、ウェハの支持部材であるホルダが具備されており、通常、ホルダは外周が円形に形成されている。そして、ホルダにはウェハの直径より若干大きい径のザグリ穴が設けられている。このザグリ穴には、ウェハが成膜処理中にホルダに貼り付くことが原因となってウェハ上にスリップが発生することを防止するため、ザグリ穴の直径より若干小さく、かつウェハより若干大きな直径を持つ円盤状の支持補助部材が載置されている。すなわち、ザグリ穴の底面では、この円盤状の支持補助部材の裏面と接触しており、この支持補助部材を支持する構成となっている。
【０００５】
そして、ウェハは、成膜処理のため、ホルダのザグリ穴に収められ、この円盤状の支持補助部材上に載置される。その結果、ウェハは、ウェハより若干大きな直径を持つこの支持補助部材を介して裏面からホルダに支持されることになる。
【０００６】
このような状態でホルダを回転させることによりウェハを回転させ、供給された原料ガスの熱分解または水素還元反応によりウェハ上にエピタキシャル膜を成長させる。
【０００７】
しかしながら、このようにウェハより若干大きな直径を持つ支持補助部材に載置された状態でエピタキシャル成長を行うと、ウェハの側面部分にシリコンソースガスが回りこみ、支持補助部材表面の周縁部にポリシリコン膜が付着してしまうことがあった。
【０００８】
このような支持補助部材へのポリシリコン膜の付着を放置すれば、付着物は成膜工程を重ねる毎に徐々に成長し、その結果、支持補助部材のホルダへの貼り付きを引き起こすことになってしまう。そして、さらに付着物の成長を放置し、付着物が大きくなった場合、ウェハとホルダ間の隙間は埋められ、ウェハのホルダへの貼り付きが引き起こされることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平５−１１１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、ウェハの周縁部、特にその支持補助部材のウェハ支持面周縁部の付着物が成長していけば、ひいてはウェハとホルダとが貼り付き、ウェハにスリップが発生してしまうという問題や、ウェハの取り出し時にウェハが欠けてしまうといった問題があった。
【００１１】
したがって、支持補助部材上に付着した付着物に対しては、エピタキシャル膜成膜処理後に別途除去作業を行う必要が生じていた。その結果、エピタキシャル成長技術を用いた成膜方法においては、生産性が低下するという問題が生じていた。
【００１２】
そのため、ウェハ上でのエピタキシャル膜の形成時に発生するウェハ周縁部の付着物、特にウェハを載置する支持補助部材上に形成された付着物の除去を効率よく行う成膜方法が望まれている。
【００１３】
本発明は、こうした課題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、ウェハ上でエピタキシャル膜の形成を行う際にウェハの周縁部、特にウェハを載置して支持する部材に発生した付着物を効率よく除去し、生産性を向上させることの可能な成膜方法を提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、表面に第１の基板が載置された支持補助部材を成膜室内に搬入し、支部部材で前記支持補助部材を支持する工程と、
支持部材を介して第１の基板を回転させながら、第１の基板を所定の温度まで加熱するとともに成膜室内に成膜ガスを導入して、第１の基板の上に所定の膜を堆積させる工程と、
所定の膜を堆積させた後、第１の基板が載置された状態で支持補助部材を成膜室から取り出して、第１の基板を所定の場所に移動させる工程と、
第１の基板が除かれた支持補助部材を表面と裏面が逆になるように反転させる工程と、
支持補助部材の裏面に第２の基板を載置し、成膜室内に搬入して支持部材で支持する工程と、
支持部材を介して第２の基板を回転させながら、第２の基板が所定の温度に達するまでの間、支持補助部材の裏面側にキャリアガスを吹き付ける一方、支持補助部材の表面側に所定の膜をエッチング可能なエッチングガスを吹き付ける工程と、
第２の基板が所定の温度に達したら、エッチングガスの吹き付けを停止し、成膜室内に成膜ガスを導入して、第２の基板の上に所定の膜を形成する工程とを有することを特徴とする成膜方法に関する。
【００１６】
エッチングガスは、支持補助部材の表面側周縁部に吹き付けられることが好ましい。
【００１７】
エッチングガスの導入が所定の時間内となるように、エッチングガスの組成および第２の基板の回転数の少なくとも一方を調整することが好ましい。
【００１８】
所定の時間をエッチングガスの導入が第２の基板が所定の温度に達するまでの時間とすることが好ましい。
【００１９】
所定の膜をシリコン膜とし、エッチングガスを塩化水素ガスと水素ガスの混合ガスとすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、支持補助部材の周縁部の付着物を効率よく除去しながら、基板上に所定の膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施の形態の成膜装置の模式的な平面図である。
【図２】本実施の形態の成膜装置において、成膜室の構成の一例を示す模式的な断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、本実施の形態における成膜方法の説明図である。
【図４】本実施の形態において、エッチングガスの組成と、基板の回転数と、エッチング速度との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、本実施の形態における成膜方法の実現に好適な成膜装置の模式的な平面図である。尚、図１においては、本実施形態における成膜装置１の動作を説明するため、便宜上、同じ支持補助部材２０が複数個所に記載されている。また、成膜処理の対象である基板については、全て基板Ｗとして記載する。
【００２３】
図１に示すように、本実施の形態における成膜方法の実現に好適な成膜装置１は、支持部材であるホルダ（図示せず）上に載置可能な支持補助部材２０を内蔵して、この支持補助部材２０上に載置された基板Ｗの表面に膜を形成する成膜室２と、第１の開閉部３を介して成膜室２に接続する搬送室４と、第２の開閉部１１を介して搬送室４に接続されており、成膜室２から搬送室４を通って取り出された支持補助部材２０上の基板Ｗを一旦待機させる基板待機室８と、搬送室４内に設けられ、成膜室２と基板待機室８との間で基板Ｗを搬送する搬送手段としての搬送用ロボット１７とを備える。基板Ｗとしては、例えば、パワー半導体などの用途で使用される２００ｍｍのシリコンウェハなどを挙げることができる。
【００２４】
成膜室２では、導入口１８と排気口１９が設けられており、例えば、成膜ガスが導入されて基板Ｗの表面にエピタキシャル膜が形成される。また、基板待機室８には、第３の開閉部１２と第４の開閉部２２が設けられており、第３の開閉部１２を通して基板Ｗの成膜装置１内への搬入搬出が可能であり、第４の開閉部２２を通して支持補助部材２０の成膜装置１内への搬入搬出が可能となっている。そして、成膜室２と同様、導入口１４と排気口１３が設けられている。搬送室４においても、基板待機室８と同様、導入口１５と排気口１６が設けられている。
【００２５】
基板Ｗの上に膜形成を行う際には、基板搬送用ロボット１０によって、カセット９から未処理の基板Ｗを取り出し、基板待機室８に搬入されている支持補助部材２０上に載置する。
【００２６】
このとき、基板待機室８は、第２の開閉部１１を介して搬送室４に接続している。そして上記のように第３の開閉部１２を開くことにより、外部から基板Ｗを基板待機室８内に搬出入することができる。したがって、上述した基板Ｗを基板待機室８内に載置する際には、第２の開閉部１１を閉じた状態で第３の開閉部１２を開き、これらを基板待機室８内に搬入する。基板待機室８を設けることにより、外部の空気が成膜室２に直接侵入しないようにすることができる。すなわち、空気中の水分や有機物が成膜室２内に入り込んで、成膜処理に悪影響を及ぼすのを防ぐことができる構造となっている。
【００２７】
成膜室２内で成膜処理が行われた支持補助部材２０上の基板Ｗは、成膜室２内から搬送用ロボット１７によって搬送室４を通って、基板待機室８内に搬送される。そして、基板待機室８内で基板搬送用ロボット１０によって、支持補助部材２０と分離され、第３の開閉部１２を通って搬出された後、外部のカセット９に収納される。
【００２８】
そして、基板搬送用ロボット１０によって基板Ｗが除去された支持補助部材２０は、支持ロボット７によって基板待機室８から第４の開閉部２２を通って一旦搬出される。そしてここで、支持ロボット７によって表面（または裏面）で吸着固定され、表面と裏面が逆になるように反転させられる。その後、支持補助部材２０は、この表裏が反転した状態で再度、第４の開閉部２２を通して、基板待機室８内に搬入され、元の裏面が上面となった状態で置かれて次の基板成膜処理に向けて待機する。
【００２９】
そして、基板待機室８内では、基板搬送用ロボット１０によって、次に成膜処理が行われる新たな基板Ｗが第３の開閉部１２を通して搬入され、上述の表裏が反転した状態の支持補助部材２０の元の裏面であった面の上に載置される。
【００３０】
そして、新たな基板Ｗが載置された支持補助部材２０は、搬送用ロボット１７によって、搬送室４を通って成膜室２に搬入され、支持部材であるホルダ（図１中、図示されない）に載置される。そして、成膜室２内で後に詳述するエッチングガスの導入と、その後の成膜ガスの導入が行われ、新たな基板Ｗの上に所定の膜が形成される。
【００３１】
次に、本実施の形態における成膜方法の実現に好適な成膜装置の主要部である成膜室２の構造について図面を用いてより詳細に説明する。図２は、本実施の形態に好適な成膜装置の成膜室の構成の一例を示す模式的な断面図である。
【００３２】
成膜室２は、基板Ｗの支持部材であるホルダ１１０、支持補助部材２０、チャンバ１２０、シャワーヘッド１３０、シャワーヘッド１３０に成膜ガスを供給するための導入口１８、真空ポンプ（図示せず）に接続してガスを排気する排気口１９、アウトヒータ１５０、インヒータ１６０、回転部材１７０、エッチングガスを支持補助部材２０の裏面に吹き付けるための２本の吹き付け管１８０とを備えている。また、成膜装置１は、シリコン源となる材料のガスなど、原料ガスの供給が可能な原料ガス供給装置１９１と、塩化水素ガスなどのエッチング材を供給可能なエッチング材供給装置１９０と、水素ガスを供給するキャリアガス供給装置１９２とを具備している。
【００３３】
原料ガス供給装置１９１と、エッチング材供給装置１９０と、キャリアガス供給装置１９２とをそれぞれ制御することにより、所望の組成の成膜・エッチングガスを調製できる。そして、キャリアガスや調製された成膜ガスを、それらと接続する成膜室２の導入口１８を通してシャワーヘッド１３０に導入することにより、成膜室２内の基板Ｗの表面に供給される。
【００３４】
また、成膜装置１では、エッチング材供給装置１９０とキャリアガス供給装置１９２とを制御することにより、所望のエッチングガスを調製することも可能である。そして、それらに接続する成膜室２の２本の吹き付け管１８０にキャリアガスや調製されたエッチングガスを供給して、これらのガスを支持補助部材２０に吹き付けることが可能となるように構成されている。尚、吹き付け管１８０の本数は２本に限られるものではなく、支持補助部材２０、特にその周縁部に効率的にキャリアガスやエッチングガスが吹き付けられるように適当な本数が選択される。
【００３５】
基板Ｗは、円盤状の支持補助部材２０の上に載置された状態で、ホルダ１１０上に配置される。支持補助部材２０は、例えば、耐熱性や耐薬品性に優れた炭化シリコン（ＳｉＣ）材で形成されることが可能である。
【００３６】
ホルダ１１０は、外周が円形に形成されている。そして、ホルダ１１０には、内部に支持補助部材２０の外形寸法より小さい直径（内径）の貫通する開口部が形成される。そして、ホルダ１１０には、さらに、内部に支持補助部材２０の外形寸法以上の直径でホルダ１１０の上面から所定の深さまで掘り込んだ凹部となるザグリ穴が形成されている。
【００３７】
そして、ザグリ穴の底面で、支持補助部材２０の一方の面（表面または裏面）と接触して支持補助部材２０を支持する。また、ザグリ穴の側面はホルダ１１０の上面に向かって径が若干大きくなるように斜めに掘られていることが好ましい。ただし、ザグリ穴の側面は、底面に直交するようにまっすぐに掘られていても構わない。また、ザグリ穴の深さは、基板Ｗの厚さと支持補助部材２０の厚さを合計した厚さ以下となるように形成することが好ましい。
【００３８】
そして、ホルダ１１０は、図示しない回転機構により基板Ｗの表面と直交する基板Ｗ表面の中心線を軸に回転させられる回転部材１７０上に配置される。そして、ホルダ１１０は、回転部材１７０とともに回転することで、支持補助部材２０上の基板Ｗを回転させることができる。
【００３９】
そして、成膜室２には、基板Ｗの裏面側、すなわち、支持補助部材２０の裏面側で基板Ｗからの距離が上述したホルダ１１０よりさらに離れた位置に熱源となるインヒータ１６０とアウトヒータ１５０の二種のヒータが設けられている。よって、基板Ｗは、成膜室２中のインヒータ１６０とアウトヒータ１５０によって加熱できるようになっている。
【００４０】
ここで、アウトヒータ１５０により、支持補助部材２０の周縁部とホルダ１１０を主に加熱することができる。インヒータ１６０は、アウトヒータ１５０の下部に配置され、支持補助部材２０の周縁部以外を主に加熱することができる。基板Ｗは、支持補助部材２０を介し２種類のヒータによって加熱されるので、面内の温度分布の均一性が向上する。
【００４１】
したがって、基板Ｗは成膜室２内のサセプタ２０上に置かれた後、成膜室２中のインヒータ１６０とアウトヒータ１５０との協調した加熱によって、均一に加熱された状態で所定の成膜処理が行われる。
【００４２】
ホルダ１１０、支持補助部材２０、アウトヒータ１５０、インヒータ１６０、シャワーヘッド１３０、回転部材１７０および吹き付け管１８０は、チャンバ１２０内に配置される。回転部材１７０は、チャンバ１２０内からチャンバ１２０外の回転機構（図示せず）へ延びている。シャワーヘッド１３０は、チャンバ１２０内から導入口１８を介して配管に接続しており、この配管は、チャンバ１２０外の原料ガス供給装置１９１、エッチング材供給装置１９０、キャリアガス供給装置１９２まで延びている。
【００４３】
吹き付け管１８０の開口部であるガス吹出口は、支持補助部材２０の周縁部近傍に設けられている。そして、ここからチャンバ１２０外のエッチング材供給装置１９０、キャリアガス供給装置１９２へと配管が延びる構造となっている。
【００４４】
次に、図１〜図３を用いて、本実施の形態の成膜方法について説明する。本実施の形態の成膜方法は、図１および図２に示す成膜装置１を用いて実現することが可能である。そして、図３は、本実施の形態である成膜方法の概略を模式的に説明する図である。
【００４５】
図１に示すように、成膜処理が行われる基板Ｗは、カセット９に収納されている。膜形成を行う際には、基板搬送用ロボット１０によって、カセット９から基板Ｗを取り出す。そして、第３の開閉部１２を通して基板待機室８にある支持補助部材２０上にそれぞれの中心が一致し同心となるように載置する。ここで、基板Ｗの搬送には、例えば、気体を噴出することにより非接触の状態で基板を搬送可能なベルヌーイチャックなどの方式を採用することができる。また、基板Ｗとしては、上述したように、例えば、シリコンウェハなどが挙げられる。
【００４６】
基板Ｗを基板待機室８に搬入し支持補助部材２０上に載置した後は、第３の開閉部１２および第４の開閉部２２を閉じる。そして、真空ポンプなどを用いて排気口１３から基板待機室８内の空気を排出する。次いで、導入口１４を通じて基板待機室８内にキャリアガスである水素ガスを導入する。
【００４７】
その後、基板Ｗを載置した支持補助部材２０を、搬送用ロボット１７により搬送し、第２の開閉部１１を通って搬送室４内に搬入する。
【００４８】
尚、搬送室４にも、導入口１５と排気口１６が設けられている。導入口１５は、配管（図示せず）を通じて水素ガスの供給が可能なキャリアガス供給装置（図示せず）に接続しており、搬送室４内に水素ガスを導入できるようになっている。また、排気口１６は、配管（図示せず）を通じて真空ポンプ（図示せず）に接続しており、基板待機部４内のガスがここから排出されるようになっている。
【００４９】
搬送室４の中に設けられ、基板Ｗを載置した支持補助部材２０の搬送を行う搬送用ロボット１７は、例えば、カーボンにシリコンコートされた耐熱性の材料から構成されている。尚、石英材料を用いて構成されていてもよい。
【００５０】
基板Ｗを載置した支持補助部材２０を搬送用ロボット１７によって搬送室４内に搬入した後、引き続き、第１の開閉部３を通して成膜室２へと搬入する。そして、基板Ｗを載置した支持補助部材２０を搬送用ロボット１７によってチャンバ１２０内のホルダ１１０上に載置する。
【００５１】
ホルダ１１０は、外周が円形に形成されており、内部に支持補助部材２０の外形寸法より小さい直径（内径）の貫通する開口部が形成されている。そして、ホルダ１１０には、さらに、内部に支持補助部材２０の外形寸法以上の直径でホルダ１１０の上面から所定の深さまで掘り込んだ凹部となるザグリ穴が形成されている。そして、ザグリ穴の底面で支持補助部材２０の裏面と接触して基板Ｗとともに支持補助部材２０を支持する。このとき、円形状のホルダの中心と支持補助部材２０の中心、ひいては支持補助部材２０上の基板Ｗの中心とを一致させ、これらが同心となって配置されるようにする。
【００５２】
ホルダ１１０は、基板Ｗの表面と直交する線を軸に回転する回転部材１７０上に嵌着されており、ホルダ１１０が回転部材１７０とともに回転することで、支持補助部材２０上の基板Ｗを回転させることができる。そして、成膜室２は、基板Ｗを高速で回転させながら、基板Ｗ上でエピタキシャル膜の形成が行えるようになっている。
【００５３】
また、成膜室２のチャンバ１２０内には、基板Ｗの裏面側、すなわち、支持補助部材２０の裏面側に熱源となるインヒータ１６０とアウトヒータ１５０の２種のヒータが設けられている。これらにより、基板Ｗに対して均一な加熱がなされるようになっている。
【００５４】
成膜室２のチャンバ１２０には、導入口１８と排気口１９が設けられている。上述したように、原料ガス供給装置１９１と、エッチング材供給装置１９０と、キャリアガス供給装置１９２とを制御して得られた所望の組成の成膜ガスやキャリアガスは、配管を通じて供給される。具体的には、調製された成膜ガスやキャリアガスは、導入口１８を通してシャワーヘッド１３０に適量供給され、チャンバ１２０内にある基板Ｗの表面に供給される。シャワーヘッド１３０は、内部のバッファを介して複数の貫通孔からキャリアガスや成膜ガスが排出する構造となっている。
【００５５】
また、排気口１９は、配管（図示せず）を通じて真空ポンプ（図示せず）に接続しており、成膜室２内のガスがここから排出されるようになっている。
【００５６】
基板Ｗがホルダ１１０上の支持補助部材２０の上の適正な位置に合わせて載置された後は、基板Ｗの表面に成膜処理が行われる。具体的には、成膜室２内に成膜ガスが導入されて基板Ｗの表面にエピタキシャル膜が形成される。
【００５７】
基板Ｗに対しては、インヒータ１６０とアウトヒータ１５０によって協調した加熱がなされるようになっており、ホルダ１１０上に支持補助部材２０に載置された基板Ｗが置かれた後は、第１の開閉部３を閉じた状態で所定の成膜処理が行われる。
【００５８】
例えば、９．３３×１０４Ｐａの圧力下でキャリアガスである水素ガスを流しながら、ヒータで基板Ｗを１１００℃以上に加熱する。そして、成膜ガスを導入しつつホルダ１１０を回転させることにより、基板Ｗの上に均一な厚さのシリコンのエピタキシャル膜を成長させることができる。例えば、パワー半導体の用途では、２００ｍｍのシリコンウェハ上に１０μｍ以上、多くは１０μｍ〜１００μｍ程度の厚膜が形成される。厚膜を形成するには、成膜時の基板の回転数を高くするのがよく、例えば、９００ｒｐｍ程度の回転数とするのがよい。
【００５９】
図３（ａ）〜（ｄ）は、本実施の形態の成膜方法の概略を模式的に説明する図であり、（ａ）は、成膜処理後の支持補助部材上の基板Ｗの様子を説明する、基板周縁部の模式的な拡大断面図である。
【００６０】
ホルダ１１０上の支持補助部材２０に載置された基板Ｗの表面には、例えば、シリコンのエピタキシャル膜３００が適正膜厚で形成されている。しかし、基板Ｗの側面部分に形成されたエピタキシャル膜３００の一部が回り込むことによって、支持補助部材２０の基板支持面周縁部にポリシリコン膜が付着物３１０として付着する。付着物３１０の形成は、支持補助基板２０を底面で支持するホルダ１１０のザグリ穴の側面にまで及ぶ場合がある。本実施の形態によれば、付着物３１０は、後に説明する方法によって効率よく除去される。
【００６１】
成膜処理を終えた後は、第１の開閉部３を開き、搬送用ロボット１７によって、基板Ｗを支持補助部材２０に載置した状態で、成膜室２から搬送室４内に移動させる。このとき、搬送用ロボット１７にヒータを設けておけば、基板Ｗが載置される部分を所定の温度に加熱しておくことができる。こうすることにより、成膜室２内から取り出された直後の基板Ｗに急激な温度変化が起こらないようにして、基板Ｗや基板Ｗ表面の膜にクラックが生じるのを防ぐことができる。また、成膜室２内での十分な温度降下を待ってから基板Ｗを取り出す必要がなくなるので、成膜装置１の稼働率を向上させることができる。さらに、搬送室４の内部に搬入された次の基板を処理するまでの加熱時間を短縮することもできる。
【００６２】
例えば、成膜室２のチャンバ１２０内の温度が８００℃程度になったところで第１の開閉部３を開ける。搬送用ロボット１７で支持補助部材２０が載置される部分の温度を、ヒータによって５００℃〜６００℃に加熱しておくことにより、基板Ｗに急激な温度変化を与えることなく、成膜室２からこれらを取り出すことができる。
【００６３】
エピタキシャル膜３００の形成された基板Ｗを載置した支持補助部材２０を取り出した後は、第１の開閉部３を閉じ、ヒータの温度を徐々に下げていく。基板Ｗが十分に冷却したら、第２の開閉部１１を開け、搬送用ロボット１７によって、基板Ｗを載置した支持補助部材２０を基板待機室８内に搬送する。
【００６４】
次に、第２の開閉部１１を閉じ、真空ポンプなどを用いて排気口１３から基板待機室８内の気体を排出する。次いで、導入口１４から窒素ガスを流して基板待機室８内を大気圧まで戻す。
【００６５】
図３（ｂ）は、基板待機室８内で行う成膜処理後の支持補助部材２０の取り扱いおよびその後の支持ロボット７の動作を説明する、支持補助部材２０の周縁部近傍の模式的な拡大断面図である。
【００６６】
成膜室２のチャンバ１２０内で成膜処理が行われ、基板待機室８内に搬送された支持補助部材２０上には、表面にエピタキシャル膜３００の形成された基板Ｗが載置されている。そこで、基板待機室８内において基板搬送用ロボット１０を用い、支持補助部材２０から基板Ｗを分離する。そして、第３の開閉部１２を通じて基板待機室８から搬出し、外部のカセット９に収納する。
【００６７】
一方、図３（ｂ）に示すように、基板搬送用ロボット１０によって基板Ｗが除かれて空となった支持補助部材２０には、その表面の周縁部に付着物３１０が残されることになる。次に、この支持補助部材２０は、支持ロボット７によって表面（または裏面）から吸着固定される。そして、基板待機室８の設置位置からこれを持ち上げ、第４の開閉部２２を通じて一旦基板待機室８の外部に搬出する。
【００６８】
次に、支持ロボット７によって表面（または裏面）から吸着固定された支持補助部材２０を、基板待機室８の外部で、支持ロボット７によって表面と裏面が逆になるように反転する。その後、この支持補助部材２０を用い、表裏が反転した状態のままで、再度、第４の開閉部２２を通じて基板待機室８内に搬入する。そして、元々の裏面が上面となった状態で支持補助部材２０を基板待機室８内の元の設置位置に再設置し、次の基板成膜処理に向けて待機させる。
【００６９】
続いて、次に成膜処理を施す新たな別の基板Ｗを、基板搬送用ロボット１０を用いて、外部のカセット９から第３の開閉部１２を通じて基板待機室８内に搬入する。そして、上述の表裏が反転した状態の支持補助部材２０の元の裏面であった面の上に、基板Ｗと支持補助部材２０の各中心が一致するように載置する。
【００７０】
新たな基板Ｗを基板待機室８に搬入し支持補助部材２０上に載置した後は、第３の開閉部１２および第４の開閉部２２を閉じる。そして、真空ポンプなどを用いて排気口１３から基板待機室８内の空気を排出する。次いで、導入口１４を通じて基板待機室８内にキャリアガスである水素ガスを導入する。
【００７１】
次に、新たな基板Ｗを元の裏面に載置した支持補助部材２０を搬送用ロボット１７によって、第２の開閉部１１、搬送室４および第１の開閉部３を通じて成膜室２に搬入し、支持部材であるホルダ１１０上に載置する。
【００７２】
図３（ｃ）は、新たな基板Ｗを載置した支持補助部材２０をホルダ１１０上の所定位置に載置した状態を示す、支持補助部材２０の周縁部近傍の模式的な拡大断面図である。
【００７３】
支持補助部材２０の下側の面は、前回の成膜処理の際に基板Ｗを載置した面、すなわち、元の表面であり、付着物３１０が付着したままとなっている。このため、支持補助部材２０周縁部に残された付着物３１０が邪魔となって、支持補助部材２０はホルダ１１０のザグリ穴の底面に密着せず、これらの間に隙間が形成されてしまう。
【００７４】
ホルダ１１０は、回転機構（図示せず）により基板Ｗの表面と直交する線を軸にして回転する回転部材１７０上に嵌着されている。したがって、ホルダ１１０を回転部材１７０とともに回転することで、支持補助部材２０上の基板Ｗを回転させることができる。
【００７５】
成膜室２のチャンバ１２０内には、上述したように、基板Ｗの裏面側、すなわち、支持補助部材２０の裏面側で基板Ｗからの距離が上述したホルダ１１０よりさらに離れた位置に熱源となるインヒータ１６０とアウトヒータ１５０の２種のヒータが設けられている。インヒータ１６０とアウトヒータ１５０を協調させて、基板Ｗ全体が均一な成膜温度にまで到達するよう加熱を開始する。
【００７６】
図３（ｄ）は、基板Ｗおよび支持補助部材２０を高速回転させながら、支持補助部材２０の周縁部に残された付着物を除去する方法を説明する、支持補助部材２０の周縁部近傍の模式的な拡大断面図である。
【００７７】
本実施の形態では、図３（ｄ）に示すように、基板Ｗを回転させながら、基板Ｗが所定の成膜温度に達するまでの間、基板Ｗを載置している支持補助部材２０の元の裏面側にシャワーヘッド１３０から水素ガスやアルゴンガスなどのキャリアガスを吹き付ける。一方、支持補助部材２０の現在の下面であって、付着物３１０が残された元の表面側には、吹き付け管１８０からエッチングガスを吹き付ける。この際、基板Ｗの裏面側の周縁部に向かってエッチングガスを吹き付けるのがよい。
【００７８】
付着物３１０はエピタキシャル膜と同じ成分組成であるので、エピタキシャル膜３００をエッチング可能なガスを吹き付けることにより、付着物３１０をエッチング除去することができる。例えば、エピタキシャル膜３００がシリコンのエピタキシャル膜である場合、エッチングガスは、塩化水素ガスと水素ガスからなる混合のエッチングガスを使用することができる。
【００７９】
基板Ｗを載置した支持補助部材２０は高速回転しているので、支持補助部材２０の下面側から吹き付け管１８０を用いてエッチングガスを吹き付けた場合、エッチングガスは支持補助部材２０の中心から周辺側に向かって流れることになる。
【００８０】
一方、上述したように、支持補助部材２０の基板Ｗを載置した上側の面では、シャワーヘッド１３０から水素ガスやアルゴンガスなどのキャリアガスを吹き付けている。これにより、エッチングガスやエッチングによって生じるガスは、そのまま基板Ｗの外側に向かって排気される。つまり、これらのガスが基板Ｗの側に回り込んで基板Ｗに影響を与えるのを防ぐことができる。
【００８１】
支持補助部材２０の下面側からのエッチングガスの吹き付けにより、支持補助部材２０周縁部の付着物３１０は除去され、基板Ｗを載置した支持補助部材２０はホルダ１１０のザクリ穴の底面上に密着して載置されるようになる。
【００８２】
尚、このとき、支持補助部材２０の付着物３１０の除去は、成膜処理を施す基板Ｗが、上述のヒータにより加熱を開始され、所定の成膜処理温度に到達するまでに終了していることが好ましい。すなわち、支持補助部材２０上の付着物３１０のエッチング速度を制御する必要がある。こうすることにより、成膜処理のスループットを低下させることなく、基板Ｗの成膜処理を進めることが可能となる。よって、付着物３１０のエッチングのためのエッチングガスの導入が、基板Ｗが所定の温度に達するまでの間の時間内となるように、エッチングガスによるエッチング速度を調整することが好ましい。
【００８３】
種々の検討の結果、この支持補助部材２０上の付着物３１０のエッチング速度は、基板Ｗの回転速度、すなわち、付着物３１０の付着した支持補助部材２０の回転速度とエッチングガスの組成で決まることが分かった。
【００８４】
例えば、基板Ｗ上に形成されるエピタキシャル膜がシリコン膜である場合、エッチングガスは、塩化水素ガスと水素ガスの混合ガスとすることができる。そして、この混合ガス中の塩化水素ガス濃度を調整することにより、エッチング速度の調整が可能となる。
【００８５】
図４は、エッチングガスの組成と、基板Ｗの回転数（ｒｐｍ）と、エッチング速度（μｍ/分）との関係を示す図である。
【００８６】
図４に示す例では、エッチングガスとして、塩化水素ガスと水素ガスの混合ガスにおいて塩化水素濃度を種々変えたガスを使用している。そして、炭化ケイ素製の支持保持部材上に形成されたシリコンのエピタキシャル膜のエッチングを行い、基板Ｗの回転数に対応する支持補助部材の回転数（ｒｐｍ）に対するエッチング速度（μｍ/分）の相対値をプロットしてある。このとき、塩化水素濃度５０％のエッチングガスを使用し、回転数が９００ｒｐｍとしたときのエッチング速度を基準値（相対エッチングレート値が１．０）としている。
【００８７】
図４に示す結果から、エッチングガス中の塩化水素濃度が大きいほどエッチング速度は大きくなることが分かる。また、基板の回転数が大きくなるほどエッチング速度は大きくなることが分かる。
【００８８】
このように、支持補助部材２０に付着した付着物３１０がシリコンのエピタキシャル膜形成に起因するものである場合、エッチングガス中の塩化水素濃度と基板である支持補助部材２０の回転数とを制御することにより、付着物３１０のエッチング速度を制御することができる。
【００８９】
したがって、支持補助部材２０周縁部の付着物３１０に対し、その除去が所定時間内に終了してエッチングガスの導入が所定の時間内となるように、エッチングガスの組成および基板Ｗの回転数（ｒｐｍ）の少なくとも一方を調整することが効果的である。
【００９０】
インヒータ１６０とアウトヒータ１５０を協調させて基板Ｗを加熱し、基板Ｗ全体が均一な成膜温度にまで到達したら、上述のエッチングガスの吹き付けを停止する。そして、成膜室２のチャンバ１２０内に成膜ガスを導入して、基板Ｗの上に所定の膜を形成する。
【００９１】
例えば、上述したように、９．３３×１０４Ｐａの圧力下で水素ガスを流しながら、上述のヒータで基板Ｗを１１００℃以上の加熱状態に維持する。そして、成膜ガスを導入しつつホルダ１１０を回転させることにより、基板Ｗの上に均一な厚さのシリコンのエピタキシャル膜を成長させることができる。
【００９２】
成膜処理を終えた後は、上記と同様に、第１の開閉部３を開き、搬送用ロボット１７によって、基板Ｗを載置した支持補助部材２０を成膜室２から搬送室４内に移動させる。そして、第１の開閉部３を閉じ、続いて第２の開閉部１１を開け、搬送用ロボット１７によって、基板Ｗを載置した支持補助部材２０を基板待機室８内に搬送する。
【００９３】
次に、第２の開閉部１１を閉じ、真空ポンプなどを用いて排気口１３から基板待機室８内の気体を排出する。次いで、導入口１４から窒素ガスを流して基板待機室８内を大気圧まで戻す。
【００９４】
成膜室２のチャンバ１２０内で成膜処理が行われ、基板待機室８内に搬送された支持補助部材２０上には、その表面にエピタキシャル膜３００の形成された基板Ｗが載置されている。そこで、基板待機室８内において基板搬送用ロボット１０を用い、支持補助部材２０から基板Ｗを分離する。そして、第３の開閉部１２を通して基板待機室８から搬出し、外部のカセット９に収納する。
【００９５】
一方、基板Ｗが除かれて空となった支持補助部材２０は、支持ロボット７によって表面（または裏面）から吸着固定される。そして、基板待機室８の設置位置からこれを持ち上げ、第４の開閉部２２を通じて一旦基板待機室８の外部に搬出する。
【００９６】
次に、支持ロボット７によって表面（または裏面）から吸着固定された支持補助部材２０を、基板待機室８の外部で、支持ロボット７によって表面と裏面が逆になるように再び反転する。その後、この支持補助部材２０を用い、表裏が反転した状態のままで、再度、第４の開閉部２２を通じて、基板待機室８内に搬入する。そして、元々の表面が上面となった状態で支持補助部材２０を基板待機室８内に再設置し、次の基板成膜処理に向けて待機させる。
【００９７】
そして、以下、既に説明した工程を繰り返す。こうした工程を繰り返すことにより、支持補助部材２０に付着したシリコン膜などの付着物を除去するための独立した工程を設ける必要がなく、また、別にクリーニングチャンバなどの装置を設置することもないため、生産性を向上させることが可能となる。
【００９８】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することができる。
【００９９】
例えば、本発明の成膜装置の一例として、エピタキシャル成長装置について説明したが、これに限るものではなく、シリコンウェハ表面に所定の結晶膜を気相成長させるための装置であればよい。例えば、ポリシリコン膜を成長させることを目的とした成膜装置であっても、本発明と同様の作用効果を得ることができる。
【０１００】
さらに、装置の構成や制御の手法など、本発明に直接必要としない部分などについては記載を省略したが、必要とされる装置の構成や、制御の手法などを適宜選択して用いることができる。
【０１０１】
また、本発明を説明するために示した図において、説明のために必要な構成以外は省略し、縮尺等に就いても原寸大のものとは一致させず、明確に視認できるよう適宜変更した。
【０１０２】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての気相成長装置、および各部材の形状は、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【０１０３】
１    成膜装置
２    成膜室
３    第１の開閉部
４    搬送室
７    支持ロボット
８    基板待機室
９    カセット
１０    基板搬送用ロボット
１１    第２の開閉部
１２    第３の開閉部
１３、１６、１９    排気口
１４、１５、１８    導入口
１７    搬送用ロボット
２０    支持補助部材
２２    第４の開閉部
１１０    ホルダ
１２０    チャンバ
１３０    シャワーヘッド
１５０    アウトヒータ
１６０    インヒータ
１７０    回転部材
１８０    吹き付け管
１９１    原料ガス供給装置
１９０    エッチング材供給装置
１９２    キャリアガス供給装置
３００    エピタキシャル膜
３１０    付着物
Ｗ    基板
【図１】
2010219317.tif 000003
【図２】
2010219317.tif 000004
【図３】
2010219317.tif 000005
【図４】
2010219317.tif 000006